JPWO2007086367A1 - Si/Si3N4型ナノ粒子、該ナノ粒子を用いた生体物質標識剤及び前記ナノ粒子の製造方法 - Google Patents

Si/Si3N4型ナノ粒子、該ナノ粒子を用いた生体物質標識剤及び前記ナノ粒子の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、生体毒性や環境への負荷が少なく、化学的安定性に優れ、相対発光強度が高く、また光照射を続けた際の発光強度の低下が小さいSi/Si3N4型ナノ粒子を提供し、本発明のSi/Si3N4型ナノ粒子を用いて、長時間、高輝度で生体物質を標識しつづけることが可能な生体物質標識剤を提供し、更にまた、本発明のSi/Si3N4型ナノ粒子の製造方法を提供する。

Description

本発明は、Si/Si型ナノ粒子、該ナノ粒子を用いた生体物質標識剤及び前記ナノ粒子の製造方法に関する。
半導体ナノ粒子は、その粒径がナノメートルサイズであるため、バンドギャップエネルギーの増大など量子サイズ効果を発現し、例えば、良好な光吸収特性および発光特性などの光学特性を示すことが知られている。そのため近年では、半導体ナノ粒子に関する研究報告が活発になされるだけでなく、CdSe/ZnS型半導体ナノ粒子、Si/SiO型半導体ナノ粒子などの半導体ナノ粒子は、ディスプレー用、LED用等様々な用途での検討が進められている。
一方、生体物質を標識する手段として、分子標識物質をマーカー物質に結合した生体物質標識剤を用いる方法が検討されている。しかし、上記方法で従来使用されてきた有機蛍光色素などのマーカー物質は、紫外線照射時の劣化が激しく寿命が短いことが欠点であり、また発光効率が低く、感度も十分ではなかった。
そのため、近年、上記マーカー物質として半導体ナノ粒子を用いる方法が注目されている。例えば、極性官能基を有する高分子を半導体ナノ粒子の表面に物理的および/または化学的に接合した生体物質標識剤が検討されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、有機分子をSi/SiO型半導体ナノ粒子の表面に結合した生体物質標識剤が検討されている(例えば、特許文献2参照。)。
しかしながら、これら従来の半導体ナノ粒子を用いた生体物質標識剤には課題が存在した。
例えば、特許文献1で実質的にその効果も含めて開示されている半導体ナノ粒子は、(CdSe/ZnS型)半導体ナノ粒子であるが、生体物質標識剤として使用する場合には、その表面は有機分子で覆われているとはいうものの、この半導体ナノ粒子と使用される材料、特にCdSeは、本質的に、生体毒性、環境への負荷が指摘されており、生体物質標識剤としての使用には課題があった。
また、特許文献2で使用されるSi/SiO型半導体ナノ粒子粒子は、Siをそのコア材として使用しているが、通常、半導体ナノ粒子は酸素が存在する条件で使用されるので、使用環境によってはSiのコアをSiOのシェルで覆っているにも関らずSiが酸化されてしまう場合(例えば、水分散液中でのSiと酸素との反応)があり、光学特性はいまだ改善の余地があった。
特開2003−329686号公報 特開2005−172429号公報
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、生体毒性や環境への負荷が少なく、化学的安定性に優れ、相対発光強度が高く、また光照射を続けた際の発光強度の低下が小さいSi/Si型ナノ粒子を得ることであり、更に、本発明のSi/Si型ナノ粒子を用いて、長時間、高輝度で生体物質を標識しつづけることが可能な生体物質標識剤を得るであり、また、本発明のSi/Si型ナノ粒子の製造方法を得ることである。
本発明の上記目的は、下記構成により達成された。
1.Siで形成されたコアとSiで形成されたシェルとを有し、前記コアの粒径が1nm〜50nmの範囲であるSi/Si型ナノ粒子。
2.前記シェルの厚さが1nm〜50nmの範囲であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のSi/Si型ナノ粒子。
3.前記シェルの表面が親水化処理されていることを特徴とする請求の範囲第1項または請求の範囲第2項に記載のSi/Si型ナノ粒子。
4.請求の範囲第3項に記載のSi/Si型ナノ粒子と分子標識物質とを有機分子を介して結合させたことを特徴とする生体物質標識剤。
5.前記分子標識物質がヌクレオチド鎖であることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の生体物質標識剤。
6.前記分子標識物質が抗体であることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の生体物質標識剤。
7.前記有機分子が、ビオチン及びアビジンであることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の生体物質標識剤。
8.請求の範囲第項1または請求の範囲第2項に記載のSi/Si型ナノ粒子を製造するに当たり、モノシランガスとアンモニアとの気相反応を行う工程を有することを特徴とするSi/Si型ナノ粒子の製造方法。
本発明により、生体毒性や環境への負荷が少なく、化学的安定性に優れ、相対発光強度が高く、また光照射を続けた際の発光強度の低下が小さいSi/Si型ナノ粒子を得ることができた。また、本発明のSi/Si型ナノ粒子を用いて、長時間、高輝度で生体物質を標識しつづけることが可能な生体物質標識剤を得ることができた。
本発明のSi/Si型ナノ粒子においては、請求の範囲第1項〜請求の範囲第3項のいずれか1項に規定する構成とすることにより、生体毒性や環境への負荷が少なく、化学的安定性に優れ、相対発光強度が高く、また光照射を続けた際の発光強度の低下が小さいSi/Si型ナノ粒子を得ることが出来た。また、Si/Si型ナノ粒子を用いて、長時間、高輝度で生体物質を標識しつづけることが可能な生体物質標識剤を提供することが出来た。
以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
本発明者らは上記課題を検討し、Siでコアを形成し、Siでシェルを形成した特定の半導体ナノ粒子が、生体毒性、環境への負荷がなく、化学的安定性に優れ、しかも相対的発光強度などの光学特性に優れることを見出し、本発明を完成させた。
《Si/Si型ナノ粒子》
本発明のSi/Si型ナノ粒子について説明する。
本発明のSi/Si型ナノ粒子は、請求の範囲第1項に記載のように、Siで形成されコアとSiで形成されシェルとを有し、前記コアの粒径が1nm〜50nmの範囲であるSi/Si型ナノ粒子である。
《コア》
本発明のSi/Si型ナノ粒のコアはSiで形成されている。前記Siで形成されるコアの粒径は1nm〜50nmの範囲であるが、好ましくは1nm〜20nmの範囲であり、さらに好ましくは、2nm〜12nmの範囲である。
コアの形態としてはSiの結晶であり、単結晶でも多結晶でも良いが、発光スペクトルの半値幅が狭くなるため単結晶の方がより好ましい。
また、コアを形成しているSiの純度は通常Siが90%以上であり、好ましくはSiが95%以上であり、さらに好ましくはSiが99%以上である。
本発明のSi/Si型ナノ粒のコアの粒径が上記範囲の下限値以上であれば、粒子径の調整が容易となり、粒子径のばらつきが小さくなる。またコアの粒径が上記範囲の上限値以下であれば高い発光効率等の良好な光学特性を得ることができる。
《シェル》
本発明のSi/Si型ナノ粒のシェルはSiで形成されている。SiはSiと比較してバンドギャップが大きく、またSiOと比較すると酸素に対する安定性が高いという点で優れており、水分散液中での紫外線照射時の劣化性能が大きく改善されるという長所をもつために好ましい。
前記シェルの厚さとしては、好ましくは1nm〜50nmの範囲であり、さらに好ましくは1nm〜20nmの範囲である。シェルの厚みが上記範囲の下限値よりも大きいとシェルとしての厚みが充分であり、Siと他の物質との化学反応や、光照射を続けた際の発光強度の低下等を効果的に防止することが出来る。
また、シェルの厚みが上記範囲の上限値よりも小さいとナノ粒子の光学特性を充分に発揮することが出来る。
(シェルの親水化処理)
また、本発明に係るSiで形成されたシェルは、表面が親水化処理されていてもよく、このような親水化処理された、Si/Si型ナノ粒子は、分子標識物質と有機分子を介して結合させることにより生体物質標識剤として使用できる。
尚、シェルの親水化処理や生体物質標識剤については後に詳細に説明する。
なお本明細書ではA/B型ナノ粒子という表現を用いることがあるが、これはAでコアが形成され、Bでシェルが形成されたナノ粒子を意味する。例えば、Si/Si型ナノ粒子とはSiでコアが形成され、Siでシェルが形成されたナノ粒子を意味する。
《Si/Si型ナノ粒子の製造方法》
本発明のSi/Si型ナノ粒子の製法方法について説明する。
本発明のSi/Si型ナノ粒子の製法としては、例えば、気相反応によって製造することができる。
気相反応によりSi/Si型ナノ粒子を製造する場合には、例えばモノシランガスとアンモニアとを不活性ガスに混合し、高温低圧下で反応を行ない、その後高温大気圧下、不活性ガス雰囲気下でアニールを行うことで、結晶化が促進され、過剰なシリコンが粒子内部でコアを形成し、窒化珪素が外部に押し出されシェルを形成することにより、Si/Si型ナノ粒子を得ることができる。
上記不活性ガスとしては例えば窒素、アルゴンおよびネオン等を用いることができる。
上記高温低圧下としては、500℃〜850℃の範囲の温度、1kPa〜80kPaの範囲の圧力で行なうことが好ましく、例えば温度が700℃で圧力が50kPaで反応を好適に行なうことができる。
上記高温大気圧下としては、圧力は91kPa〜112kPaが好ましく、温度は900℃〜1400℃の範囲に温度調整することが好ましい。
コア形成反応が十分に行われるためにコア粒径が大きい場合には、アニール温度を高くおよび/またはアニール時間を長くする必要がある。また、全体粒径が大きい場合は、全体粒径が小さい場合と比べて、アニール温度を高くするおよび/またはアニール時間を長くすることにより粒径が同程度のコアが形成される。
また上記モノシランガスとアンモニアとの割合を変えることにより製造されるSi/Si型ナノ粒子の粒径に対するシェル厚を調整することが可能である。
例えば、体積比で、モノシランガス:アンモニア=1:0.4の場合、Si/Si型ナノ粒子の粒径に対するシェル厚はおよそ、コアの粒径:シェル厚=7:1となり、体積比で、モノシランガス:アンモニア=1:1.08の場合、Si/Si型ナノ粒子の粒径に対するシェル厚はおよそ、コアの粒径:
シェル厚=4:2.5となり、体積比で、モノシランガス:アンモニア=1:1.3の場合、Si/Si型ナノ粒子の粒径に対するシェル厚はおよそ、コアの粒径:シェル厚=2:3.5となる。
粒子の粒径は、反応温度とモノシランガス・アンモニアガスの供給速度でコントロールされる。温度が高くなると、粒径は大きくなり、ガスの単位時間当たりの供給量が大きくなると粒径が小さくなる。
《Si/Si型ナノ粒子の構造、物性》
本発明のSi/Si型ナノ粒子の構造、物性について説明する。
本発明のSi/Si型ナノ粒子全体の粒径は通常2nm〜60nmの範囲が好ましく、更に好ましくは3nm〜20nmの範囲であることが好ましい。上記範囲内であるとラベリングの対象であるDNA・抗体とほぼ同じサイズとなるのため好ましい。
本発明のSi/Si型ナノ粒子は、生体毒性や環境への負荷が無く、劣化反応等の化学反応が起こりにくく、相対発光強度が高く、また光照射を続けた際の発光強度の低下が小さい。
《Si/Si型ナノ粒子の親水化処理》
本発明のSi/Si型ナノ粒子の親水化処理について説明する。
上述したSi/Si型ナノ粒子のシェルの表面は疎水性であるため、例えば生体物質標識剤として使用する場合は、このままでは水分散性が悪く、粒子が凝集してしまう等の問題があるため、Si/Si型ナノ粒子のシェルの表面を親水化処理することが好ましい。
親水化処理の方法としては例えば、粒子表面に表面修飾剤を吸着させる方法がある。具体的にはSi/Si型ナノ粒子をメルカプトウンデカン酸が溶解した純水中に分散させて、シェルの表面を処理することでSi/Si型ナノ粒子のシェルの表面をカルボキシ基で修飾することができる。
《生体物質標識剤》
本発明の生体物質標識剤について説明する。
本発明の生体物質標識剤は、上述した親水化処理されたSi/Si型ナノ粒子と、分子標識物質とを有機分子を介して結合させて得られる。
(分子標識物質)
本発明の生体物質標識剤は分子標識物質が目的とする生体物質と特異的に結合および/または反応することにより、生体物質の標識が可能となる。
該分子標識物質としては例えば、ヌクレオチド鎖、抗体、抗原およびシクロデキストリン等が挙げられる。
(有機分子)
本発明の生体物質標識剤は、親水化処理されたSi/Si型ナノ粒子と、分子標識物質とが有機分子により結合されている。該有機分子としてはSi/Si型ナノ粒子と分子標識物質とを結合できる有機分子であれば特に制限はないが、例えば、タンパク質中でも、アルブミン、ミオグロビンおよびカゼイン等、またタンパク質の一種であるアビジンをビオチンと共に用いることも好適に用いられる。上記結合の態様としては特に限定されず、共有結合、イオン結合、水素結合、配位結合、物理吸着および化学吸着等が挙げられる。結合の安定性から共有結合などの結合力の強い結合が好ましい。
具体的には、Si/Si型ナノ粒子をメルカプトウンデカン酸で親水化処理した場合は、有機分子としてアビジンおよびビオチンを用いることができる。この場合親水化処理されたSi/Si型ナノ粒子のカルボキシル基はアビジンと好適に共有結合し、アビジンがさらにビオチンと選択的に結合し、ビオチンがさらに生体物質標識剤と結合することにより生体物質標識剤となる。
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
実施例1
《Si/Si型ナノ粒子1の製造》
モノシランガス0.70リットル//分、窒素ガス19.00リットル/分、アンモニア0.30リットル/分の混合ガスを温度700℃、圧力50kPaで保持した石英ガラス製の反応管に導入し0.5時間反応させた。このとき反応管の下部に粉末が形成した。
反応管を窒素ガスで置換し、大気圧とした。反応管を回転させながら粉末を2時間、1100℃でアニ−ル処理を行なった。
反応管を室温まで冷却した後、粉末1mgに対して100mlの純水、0.5mgのメルカプトウンデカン酸を添加し40℃で10分間攪拌し、表面がカルボキシ基で親水化処理されたSi/Si型ナノ粒子1を得た。
得られたSi/Si型ナノ粒子を高分解能TEMで測定したところ格子像が確認でき、結晶化していることが確認された。あわせてSi/Si型ナノ粒子全体の粒径(カルボキシ基を除く)、コア粒径、シェル厚を測定した。結果を表1に示す。
得られたSi/Si型ナノ粒子をXPSのSi2pスペクトルの測定を行なったところ、Si/Si型ナノ粒子ではSi−Si結合のピークおよびSi−N結合のピークが確認された。
《Si/Si型ナノ粒子2の製造》
混合ガスをモノシランガス0.48リットル/分、窒素ガス19.00リットル/分、アンモニア0.52リットル/分とし、アニ−ル処理の条件を1時間1100℃とした以外の条件は、実施例1と同様にして表面が親水化処理されたSi/Si型ナノ粒子2を得た。結果を表1に示す。
《Si/Si型ナノ粒子3の製造》
混合ガスをモノシランガス0.43リットル/分、窒素ガス19.00リットル/分、アンモニア0.57リットル/分とし、アニ−ル処理の条件を0.5時間1100℃とした以外の条件は、実施例1と同様にして表面が親水化処理されたSi/Si型ナノ粒子3を得た。結果を表1に示す。
《Si/Si型ナノ粒子4の製造》
混合ガスをモノシランガス1.44リットル/分、窒素ガス18.00リットル/分、アンモニア0.56リットル/分とし、反応温度を650℃とし、アニ−ル処理の条件を1時間、1000℃とした以外の条件は、実施例1と同様にして表面が親水化処理されたSi/Si型ナノ粒子4を得た。結果を表1に示す。
《Si/Si型ナノ粒子5の製造》
混合ガスをモノシランガス0.09リットル/分、窒素ガス19.80リットル/分、アンモニア0.11リットル/分とし、反応温度を850℃とし、アニ−ル処理の条件を1時1250℃とした以外の条件は、実施例1と同様にして表面が親水化処理されたSi/Si型ナノ粒子5を得た。結果を表1に示す。
《比較例のナノ粒子1の製造》
モノシランガス1.00リットル/分、窒素ガス19.00リットル/分の混合ガスを温度700℃、圧力50kPaで保持した石英ガラス製の反応管に導入し0.5時間反応させた。このとき反応管の下部に粉末が形成した。
反応管を窒素ガスで置換し、大気圧とした。反応管を回転させながら粉末を1時1100℃でアニ−ル処理した。
その後、降温時に800℃で空気を20リットル/分で10分間導入したのち、再度窒素置換を行い、反応管を冷却した。
反応管を室温まで冷却した後、粉末1mgに対して100mlの純水、0.5mgのメルカプトウンデカン酸を添加し40℃で10分間攪拌し、表面がカルボキシ基で親水化処理されたSi/SiO型ナノ粒子を得た。
得られたSi/SiO型ナノ粒子を高分解能TEMで測定したところ格子像が確認でき、結晶化していることが確認された。あわせてSi/SiO型ナノ粒子全体の粒径(カルボキシ基を除く)、コア粒径、シェル厚を測定した。結果を表1に示す。
得られたSi/SiO型ナノ粒子をXPSのSi2pスペクトルの測定を行なったところ、Si/SiO型ナノ粒子ではSi−Si結合のピークおよびSi−O結合のピークが確認された。
測定装置名:VGScientific社製 ESCAlab200R
測定条件 :グラファイト製試料台を用いて測定を行った。
Figure 2007086367
実施例2
得られた表面が親水化処理されたSi/Si型ナノ粒子および表面が親水化処理されたSi/SiO型ナノ粒子の発光特性を以下のような方法で測定した。
日立分光蛍光光度計F−7000を用いて、上記6種類のナノ粒子それぞれについて、励起波長365nmでの発光スペクトルの測定を行ない、ピーク波長強度の比較を行なった。
また6種類のナノ粒子それぞれについて、発光スペクトルの時間変化を測定し、各ナノ粒子の初期の発光強度を100とした際の1時間後の相対発光強度を求めた。
得られた結果を表2に示す。
Figure 2007086367
実施例3
《生体物質標識剤の製造》
実施例1の、表面が親水化処理された本発明のSi/Si型ナノ粒子2の水溶液にアビジン25mgを添加し40℃で10分間攪拌を行い、アビジンコンジュゲートSi/Si型ナノ粒子を作製した。
得られたアビジンコンジュゲートGe/GeO型ナノ粒子溶液にビオチン化された塩基配列が既知であるオリゴヌクレオチドを混合攪拌し、ナノ粒子でラベリングされたオリゴヌクレオチドを作製した。
さまざまな塩基配列を持つオリゴヌクレオチドを固定化したDNAチップ上に上記のラベリングしたオリゴヌクレオチドを滴下・洗浄したところ、ラベリングされたオリゴヌクレオチドと相補的な塩基配列をもつオリゴヌクレオチドのスポットのみが紫外線照射により発光した。
このことより、ナノ粒子でのオリゴヌクレオチドのラベリングを確認することができた。

Claims (8)

  1. Siで形成されたコアとSiで形成されたシェルとを有し、前記コアの粒径が1nm〜50nmの範囲であることを特徴とするSi/Si型ナノ粒子。
  2. 前記シェルの厚さが1nm〜50nmの範囲であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のSi/Si型ナノ粒子。
  3. 前記シェルの表面が親水化処理されていることを特徴とする請求の範囲第1項または請求の範囲第2項に記載のSi/Si型ナノ粒子。
  4. 請求の範囲第3項に記載のSi/Si型ナノ粒子と分子標識物質とを有機分子を介して結合させたことを特徴とする生体物質標識剤。
  5. 前記分子標識物質がヌクレオチド鎖であることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の生体物質標識剤。
  6. 前記分子標識物質が抗体であることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の生体物質標識剤。
  7. 前記有機分子が、ビオチン及びアビジンであることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の生体物質標識剤。
  8. 請求の範囲第項1または請求の範囲第2項に記載のSi/Si型ナノ粒子を製造するに当たり、モノシランガスとアンモニアとの気相反応を行う工程を有することを特徴とするSi/Si型ナノ粒子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2697161A4 (en) * 2011-04-13 2014-12-03 Brookhaven Science Ass Llc PROCESS FOR THE BIOPROGRAMMABLE CRYSTALLIZATION OF MULTICOMPONENT FUNCTIONAL NANOTEIL LIQUID SYSTEMS
CN103601194B (zh) * 2013-11-19 2019-04-12 肖彦社 一种调控纳米硅形貌与结构的方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59206042A (ja) * 1983-05-07 1984-11-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 微粉末の製造方法及び製造装置
US5508540A (en) * 1993-02-19 1996-04-16 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device and process of manufacturing the same
JP2776726B2 (ja) * 1993-09-21 1998-07-16 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
JPH1124079A (ja) * 1997-07-08 1999-01-29 Toshiba Corp 液晶表示装置
JPH11240709A (ja) * 1998-02-27 1999-09-07 Taiheiyo Cement Corp 金属珪素粉末
JP4107873B2 (ja) 2002-05-09 2008-06-25 賢一 花木 発光性微粒子
US7051945B2 (en) * 2002-09-30 2006-05-30 Nanosys, Inc Applications of nano-enabled large area macroelectronic substrates incorporating nanowires and nanowire composites
US7605390B2 (en) * 2002-12-09 2009-10-20 Pixelligent Technologies Llc Programmable photolithographic mask based on semiconductor nano-particle optical modulators
WO2004076056A2 (en) * 2003-02-26 2004-09-10 Lake Shore Cryotronics Inc. Microfluidic chemical reactor for the manufacture of chemically-produced nanoparticles
US20070031327A1 (en) * 2003-06-03 2007-02-08 Luzzi David E Nanoradiopharmaceuticals and methods of use
JP4171904B2 (ja) * 2003-08-05 2008-10-29 信越化学工業株式会社 リチウムイオン二次電池負極材及びその製造方法
JP4483279B2 (ja) * 2003-12-05 2010-06-16 ソニー株式会社 生体物質蛍光標識剤及び生体物質蛍光標識方法、並びにバイオアッセイ方法及び装置
KR100682933B1 (ko) * 2005-02-16 2007-02-15 삼성전자주식회사 질화실리콘 표피를 갖는 실리콘 나노선 및 그 제조방법
US20070269380A1 (en) * 2005-10-11 2007-11-22 Washington, University Of Methotrexate-modified nanoparticles and related methods
US20100255462A1 (en) * 2006-01-27 2010-10-07 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Fluorescent marker for living organism and fluorescent marking method for the same

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